试验设计与数据处理
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2.4 误差的来源及分类

在本章开始时说过,实验工作始终不能做到没有误差,所以真值是无法准确知道的,测定值永远是真值的近似值。这是什么原因呢?分析一下实验数据的误差来源和性质便可明了。

误差根据其性质可分为系统误差、随机误差和过失误差。

1.系统误差

系统误差又称可定误差,它是由于实验过程中某些经常发生的原因所造成的,它对测定结果的影响比较固定,在同一条件下重复测定时,它会重复出现。因此,该误差的大小往往可以估计,并可设法减小或加以校正。系统误差产生的主要原因有以下几种:

(1)方法误差

方法误差亦称理论误差。这是由于测量方法本身形成的误差,或者由于测量所依据的理论本身不完善等原因而导致的误差。例如,用伏安法测量电阻时,电表内阻的影响;在化学分析的质量分析中,由于沉淀物质的溶解度较大,造成沉淀溶解损失等。

(2)仪器误差

仪器误差主要是仪器本身不够准确或未经校准所引起的。例如,仪器的零点不准,仪器的制造工艺所导致的仪器精密度不高,长期使用引起的磨损等原因所产生的误差等。

(3)操作误差

操作误差是指由于操作人员的主观原因所造成的误差。例如,用停秒表计时,惯超前或滞后,都会带来计时的误差。

2.随机误差

随机误差也称偶然误差。当在测量中已经消除了引起系统误差的一切因素,并且观测者又正确细心地进行测量,但重复测定时,所得的结果并不完全一致。这就是由于随机误差所造成的。随机误差是由于很多无法估计的、各种各样的随机原因所引起的误差。在单次测定中,随机误差的大小及其符号是无法预言的,没有任何规律性。但在多次等精度测定中,随机误差的出现还是有规律的,它具有统计规律性。

随机误差量值的大小,往往用标准差来表示。随机误差是不可避免的,实验工作者可设法将其减小,但不可能完全消除它。

3.过失误差

过失误差是由于实验工作中粗枝大叶、操作不正确而引起的误差。其鉴别依据是观测结果与事实不符。只要实验工作人员加强责任心,严格遵守操作规程,一丝不苟,认真细致地进行实验,过失误差是可以避免的。

应该指出,在进行误差分析时要估计的误差只有系统误差和随机误差这两类。